Способ переработки отработанных расплавов титановых хлоратов.

(51) 22 7/00 (2006.01) 22 3/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Техническим результатом предлагаемого изобретения является переработка ОРТХ с получение целевого продукта - суммы хлоридов калия и натрия, возвращаемых на передел хлорирования, а также выделение хлорида железа и хром-,марганец-,магниевого концентрата,упрощение технологии и снижение затрат на переработку. Технический результат достигается тем, что в способе переработки отработанных расплавов титановых хлораторов, включающем водную обработку при ТЖ 11,5-2,5, осветление пульпы полиакриламидом и отделение нерастворимой фракции, осветленный раствор окисляют хлором,фильтруют и экстрагируют органическим экстрагентом трибутилфосфатом при ОВ 12. После реэкстракции выделяют хлорид железа, а рафинат выпаривают и направляют на выщелачивание регенерированным спиртом. Нерастворимый осадок после сушки представляет собой целевой продукт сумму хлоридов калия и натрия, который направляется на передел хлорирования, а из фильтрата, после регенерации спирта, выделяют хром-, марганец-, магниевый концентрат.(72) Жарменов Абдурасул АлдашевичОсипов Петр АлександровичШаяхметова Роза АбдрахмановнаТельбаев Сали Адильевич Виноградов Виктор Владимирович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ РАСПЛАВОВ ТИТАНОВЫХ ХЛОРАТОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке,утилизации и обезвреживании отходов титанового производства. Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке,утилизации и обезвреживании отходов титанового производства. Технологическая схема производства тетрахлорида титана, на Усть-Каменогорском титано-магниевом комбинате,предполагает образование больших количеств отработанного расплава титановых хлораторов(ОРТХ). Водорастворимые хлоридные отходы наносят существенный вред экологическому состоянию региона. С другой стороны, эти отходы содержат ценные компоненты, в частности, хлориды калия и натрия до 40, которые после соответствующей переработки можно направить в производство,заметно снижая потребности в дефицитном карналлите. Известен способ переработки отходов титано магниевого производства (Предварительный патент РК 5553, МПК С 22 В 7/00, опубл. 15.12.97, бюл. 5), в котором отработанные расплавы титановых хлораторов и шламы магниевого производства,состоящие на 80-85 из отработанного электролита магниевых электролизеров,растворяют в промывной воде, отделяют нерастворимый остаток,хлоридный раствор обрабатывают гипохлоритом или хлором, выделяют при 6-7 гидроксиды железа и марганца. Полученный раствор с соотношением суммы хлоридов калия и натрия к хлориду магния 0,2-0,45 выпаривают, охлаждают и выделяют шестиводный искусственный карналлит КС 2 6 Н 2. Этот продукт после сушки и обезвоживания используется в электролизном производстве магния с получением магния металлического и отхода отработанного электролита магниевых электролизеров, который используется в качестве среды для хлорирования титановых шлаков. Основным недостатком способа является образование плохо фильтруемых пульп гидроксидов железа и марганца, для возвращения суммы хлоридов калия и натрия в хлоратор в качестве среды для хлорирования титановой шихты требуется электролизная очистка от магния, что усложняет технологическую схему и повышает затраты. Известен способ переработки отходов титаномагниевого производства (Предварительный патент РК 5036, МПК С 22 В 7/00, опубл. 15.08.97,бюл.3), согласно которому отходы производства тетрахлорида титана выщелачивают водой,песковую часть отделяют отстаиванием, а полученный раствор обрабатывают хлором до полного окисления. Окисленный раствор и измельченный магнезит одновременно подают в фоновый раствор до получения концентрации железа 1,0-2,0 г/л, добавляют полиакриламид,осаждают и фильтруют. Полученный осадок,содержащий в основном гидроксид железа,используют после прокалки как красящий пигмент,а из фильтрата после корректировки солевого состава отработанным электролитом магниевого производства, выпаривания, фильтрации получают искусственный карналлит. Основным недостатком способа является образование больших количеств растворов с низкой концентрацией целевых компонентов для выделения, которых требуется упарка, что приводит к существенном энергозатратам и удорожанию получаемой продукции. Для получения карналлита требуется высокая степень очистки растворов хлоридов калия и магния от примесей переходных металлов, в первую очередь, от железа, что дополнительно удорожает процесс производства. В способе, также, для возвращения суммы хлоридов калия и натрия в хлоратор в качестве среды для хлорирования титансодержащей шихты требуется электролизная очистка от магния. Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому, по совокупности признаков, является способ переработки отработанных расплавов титановых хлораторов (Патент РФ 2058404, МПК С 22 В 7/00, С 22 В 3/00, С 22 В 34/32 , опубл. 20.04. 1996). Способ по прототипу включает следующие операции водную обработку, концентрирование пульпы путем циркуляции, обработку раствором ПАА, осаждение из осветленных растворов гидроксидов металлов последовательно в три стадии на первой при 3,5-5,0 с отделением образующегося осадка гидроксида хрома, алюминия и скандия от раствора, проведение на второй стадии осаждения в присутствии окислителя при 2,5-3,5 в течение 20-50 ч с отделением осадка и на третьей стадии - при 9,5-11,0, перед осаждением на третьей стадии раствор предварительно смешивают с медь-содержащим раствором от выщелачивания сплава процесса очистки технического тетрахлорида титана от окситрихлорида ванадия медным порошком,полученный осадок оксигидратов железа, марганца и меди отфильтровывают, промывают, сушат и прокаливают при 400-700 С. Недостатками способа являются- большая продолжительность технологического процесса (50 и более часов) и, как следствие, низкая производительность и высокая себестоимость получаемой продукции, обусловленная низкой скоростью формирования осадка и фильтруемости гидроксидов выделяемых металлов- потеря компонентов, содержащих хлориды магния,натрия,калия используемых в технологическом процессе получения тетрахлорида титана- образование сильнозасоленных сточных вод. Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении условий создания безотходной технологии и утилизации ценных компонентов в форме товарных продуктов или полупродуктов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является переработка ОРТХ с получением целевого продукта - суммы хлоридов калия и натрия, возвращаемых на передел хлорирования, а также выделение хлорида железа и хром-,марганец-,магниевого концентрата, 27810 упрощение технологии и снижение затрат на переработку. Технический результат достигается тем, что в способе переработки отработанных расплавов титановых хлораторов, включающем водную обработку, осветление пульпы полиакриламидом и отделение нерастворимой фракции, осветленный раствор окисляют хлором,фильтруют и экстрагируют органическим экстрагентом,реэкстракцией выделяют хлорид железа, рафинат выпаривают и направляют на выщелачивание регенерированным спиртом с выделением в нерастворимом осадке после сушки целевого продукта - суммы хлоридов калия и натрия,направляемого на передел хлорирования, а из фильтрата, после регенерации спирта, выделяют хром-, марганец-, магниевый концентрат. Кроме того, технический результат достигается тем, что выщелачивание проводят водой при ТЖ 11,5-2,5. А также тем, что кек после фильтрации объединяют с нерастворимой фракцией, полученной после осветления раствора полиакриламидом. А также тем, что хлорид железа экстрагируют трибутилфосфатом при соотношении органической(О) и водной фаз (В) ОВ 12. А также тем, что в качестве спиртового реагента используют отходы спиртового производства. Сущность изобретения заключается в следующем. Отработанные расплавы титановых хлораторов обрабатывают водой при ТЖ 11,5-2,5. Полученную пульпу осветляют с полиакриламидом и отделяют нерастворимую фракцию. Осветленный раствор окисляют хлором,фильтруют и экстрагируют хлорид железа трибутилфосфатом при соотношении органической (О) и водной фаз (В) ОВ 12. Кек после фильтрации объединяют с нерастворимой фракцией с получением алюмосиликатов. Из органической фазы выделяют хлорид железа реэкстракцией водой. Рафинат выпаривают и направляют на выщелачивание регенерированным спиртом,в качестве спиртового реагента используют отходы спиртового производства. При этом в спиртовую фракцию переходят хлориды хрома и марганца, магния, остатки железа. После регенерации спирта выделяют хром-,марганец-, магниевый концентрат. Нерастворимый осадок после спиртовой экстракции сушат с получением целевого продукта - суммы хлоридов калия и натрия, которые направляют на передел хлорирования. В предложенном способе получаемые хлориды калия и натрия можно без дополнительной обработки отправить на передел хлорирования, что упрощает технологию. При этом сокращается технологический цикл переработки отходов, а также количество вторичных отходов. Кроме того, для подачи на передел хлорирования титановой шихты суммы хлоридов требования по содержанию железа менее жесткие, чем для карналлита - не более 1. На чертеже приведена комплексная технологическая схема переработки отработанного расплава титановых хлораторов. Способ осуществляется следующим образом. Отходы титанового производства в количестве 100 г состава ма.2,-26,5 3- 2,0 2,- 11,7- 16,8 -21,2 2- 6,9 Т 2- 1,3 -5,0 2-3,95 2- 2,12 растворяют в воде при ТЖ 12. Пульпу осветляют введением 0,2 раствора полиакриламида и отделяют от песковой фракции. Осветленный раствор окисляют газообразным хлором до полного окисления . По окончании процесса окисления раствор фильтруют. Кек,полученный при фильтрации, объединяют с нерастворимой песковой фракцией с получением алюмосиликатов в количестве 156 г состава, ма.2,-29,6 А-11,3 Т 2-12,2 (общ) -2,46 М- 0,41 К- 0,4 - 0,6 С-13,9 . Окисленный раствор подвергают экстракции трибутилфосфатом в соотношении ОВ 12. Из органической фазы выделяют хлорид железа реэкстракцией водой. Полученный реэкстракт представляет собой концентрат хлорида железа состава, г/л 3 125,5 2- следы 2,- 1,5, - 1,2 - 1,4 2- 0,3 2- 0,05 2- 0,05, его упаривают и используют для очистки сточных вод. Рафинад выпаривают и подвергают выщелачиванию регенерированным спиртом. В качестве спиртового реагента для снижения стоимости используют отходы спиртового производства. Полученную спиртовую пульпу фильтруют,фильтрат представляет собой смесь хлоридов магния, марганца и хрома с остатками железа. Из фильтрата после упарки и сушки, выделяют хром-,марганец-, магниевый концентрат состава,МС 2-46,5 СС 2- 24,2 2,- 10,7 - 2,6 3,2. Спиртовую фракцию улавливают и отправляют опять на выщелачивание. Кек после сушки в количестве 320 г,представляющий собой смесь хлоридов калия и натрия состава мас.С 1- 44,8 - 48,2 35,1 2,- 0,2 2-0,95, 2- 0,52 с суммарным содержанием целевого продукта 93,направляют на передел хлорирования. Таким образом, предложенный способ позволяет достигнуть технический результат выделение целевого продукта- суммы хлоридов калия и натрия,возвращаемых на передел хлорирования, а также сокращение потерь ценных компонентов,утилизация их в форме товарных продуктов хлорида железа и хром-, марганец-, магниевого концентрата,упрощение технологии и снижение затрат на переработку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки отработанных расплавов титановых хлораторов, включающий водную обработку, осветление пульпы полиакриламидом и отделение нерастворимой фракции, отличающийся 3 тем, что осветленный раствор окисляют хлором,фильтруют и экстрагируют органическим экстрагентом, реэкстракцией выделяют хлорид железа, рафинат выпаривают и направляют на выщелачивание регенерированным спиртом с выделением в нерастворимом осадке после сушки целевого продукта - суммы хлоридов калия и натрия, направляемого на передел хлорирования, а из фильтрата, после регенерации спирта, выделяют хром-, марганец-, магниевый концентрат. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что водную обработку проводят при ТЖ 11,5-2,5. 3.Способ по п.1 отличающийся тем, что кек после фильтрации объединяют с нерастворимой фракцией, полученной после осветления раствора полиакриламидом. 4. Способ по п.1 отличающийся тем, что хлорид железа экстрагируют трибутилфосфатом при соотношении органическая (О) и водная фазы(В) 0 В 12. 5. Способ по п.1 отличающийся тем, что в качестве спиртового экстрагента используют отходы спиртового производства.